لف نظيري

فرط الشحنة

من جانب آخر، بسبب الايزوسبين وشحنتها الكهربائية يمكن شحن الكثير من الجسيمات باستخدام صيغة Gell-Mann-Nishijima لتعيين فرط الشحنة :

• ويكون فرط الشحنة كالآتي:
• للكوارك العلوي والسفلي على التوالي:
• للكوارك مضاد -فوق ومضاد-أسفل على التوالي:
• للنيوكليونات (بروتون p ، نيوترون n) على التوالي: .

نيوترون n = udd

ومن جهة أخرى، تستعمل منشورات الفيزياء النووية القديمة أحيانًا الاصطلاح بإشارة معاكسة، لكن هذا لا يحدث فرقًا فيزيائيًا طالما يتم استخدامه باستمرار.

الشكلية

من جهة ثانية، المكون الثالث المستعمل للأيزوسبين (يشار إليه غالبًا بــ ) للأيزوسبين يمثل إتجاهه وييتخذ القيمتان المحتملتان + و - . هذان العددان يمثلان زوجي الكوارك (u and d) في نموذج الكوارك.

ومن جهة أخرى، مثل اللف المغزلي الطبيعي للفرميونات الأساسية (مثل الإلكترون)، فإن العدد الكمي للإيزوسبين له دائمًا القيمة

u (أعلى): و

بروتون p = uud

وفي هذا السياق، الكواركات s و c و b و t لا تحمل أي ايزوسبين (دوران). وبالنسبة للكواركات المضادة تتغير علامة .

d (أسفل): .

وفي هذا الصدد، بذلك معطى بعدد الكواركات u و d والكواركات المضادة المرتبطة بها على النحو التالي:

ومن جهة أخرى، ينتج عن هذا ما يؤول للزوج البروتون والنيوترون (حيث يتكون كل منهما من ثلاثة كواركات):

التأثيرات

إضافةً إلى ذلك، الإيزوسبين هو كمية محفوظة في التفاعل القوي. هذا يعني أن بعض العمليات يتم قمعها أو يمكن أن تحدث فقط من خلال التآثر الكهرومغناطيسي أو التآثر الضعيف. مثال على ذلك هو تفاعل اثنين من النيوكليونات لتكوين ديوترون وبايون:

ينطبق ما يلي:

وعلى صعيد آخر، يتم تمثيل إيزوسبينات الجسيمات المعنية باستخدام تدوين ديراك :

بحسب قواعد حساب إضافة الزخم الزاوي في ميكانيكا الكم،

وعلى صعيد آخر، بسبب انحفاظ isospin في حالة ، فإن الجزء الذي يحتوي على isospin 1 فقط يساهم؛ ولذلك تكون احتمالية التفاعل هي نصف احتمالية التفاعل pp.

عدد كمي

لف مغزلي (فيزياء)

نظرية المجال الكمومي

ومن ناحية أخرى، هذا تحول في التناظر SU (2) الموصوف في نظرية التفاعل الضعيف (مثل اضمحلال بيتا).

علاوةً على ذلك، هذا يجعل من الممكن وصف تحول النيوكليونات كما يحدث في الاضمحلال الإشعاعي: .

ومن جهة أخرى، رياضياً، يتم إجراء هذه التحولات بواسطة معاملين ينتموا لبوزونات قياس في نظرية المجال. مثلًا، الانتقال يتم وصفها بمعادلة المصفوفة

من جهة ثانية، في سياق نظرية المجال الكمي يينتمي الـ isospin لـ الفضاء المتجه المعقد الثنائي الأبعاد ، حيث يمكن تمثيل الكواركات u و d كمتجهات أساسية:

الاكتشاف

في هذا الإطار، لمزيد من الوصف، استعار شكليات الـ «سبين» Spin الميكانيكي الكمومي من السلوك المقابل للإلكترونات. فالإلكترونات لديهم كذلك حالتين (عزم مغزلي لأعلى وعزم مغزلي لأسفل) لا يمكن تمييزهما بقوة معينة - سوى بالقوة الكهربائية البحتة.

وفي هذا السياق، صاغ يوجين فيجنر الاسم isospin في عام 1937 وكان في البداية يرمز إلى العزم المغزلي النظيري . ومع ذلك، نظرًا لأن هذا يمكن أن يساء تفسيره على أنه مؤشر على تغيير في عدد النيوترونات (راجع: النظير)، عوضا عن ذلك يتم استخدام التعبير«العزم المغزلي متساوي الضغط» isobarer Spin. قام موراي جيل مان بدمج خصائص Isospin والغرابة strangeness في الطريقة الثمانية، وهي مقدمة مباشرة لنموذج الكوارك والديناميكا اللونية الكمومية.

وعلى صعيد آخر، في عمليات التشتت على نوى متناظرة، وجد أن التفاعل القوي لا يميز بين النيوترونات المحايدة والبروتونات موجبة الشحنة،  أي أنها مستقلة عن الشحنة. إذن، من حيث القوة النووية، فإن النيوترون والبروتون متطابقان، ويرتبط الاختلاف الطفيف في الكتلة بينهما بالشحنة الكهربائية. من هذا استنتج فيرنر هايزنبرغ في سنة 1932 أن البروتون والنيوترون هما حالتان مختلفتان من الشحنة لجسيم واحد ونفس النوكليون.